Introduzione

🚧 Costruisci il tuo sensore fai da te e diventa parte della rete mondiale, opendata & civictech.
Con DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) puoi misurare tu stesso l'inquinamento acustico.

Controlla le istruzioni originali e le versioni precedenti del sensore di rumore su Helmut Bitter's Github.

Quel repository contiene diversi setup per costruire il sensore con diversi tipi di schede e PCB.

Ci sono due diversi tipi di setup:

• un setup dove il NodeMCU con alcuni sensori (PM, temperatura ecc.) e il DNMS sono separati. I PCB sono chiamati AIRROHR V1.4 e DNMS - T4 V1.4
• una versione combinata di NodeMCU e DNMS sulla stessa PCB: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

Qui è descritta solo la variante in cui la NODEMCU e il DNMS sono separati. Date un'occhiata al Github di Helmut per le altre varianti!

In questo caso, la connessione tra il NodeMCU e il DNMS può essere lunga fino a 10m. Questo è importante perché è necessario trovare la giusta posizione per il DNMS per ottenere misure di rumore accurate.

Lista della spesa

Componenti singoli

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Scheda di sviluppo Teensy 4.0. Altri venditori: EXPTECH](https://www.exp-tech.de/plattformen/teensy/9596/teensy-4.0-development-board), Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• cavi in silicone ultra flessibili con un diametro di 0,15mm² (AWG 26) in 6 colori diversi

  
  Il DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) può essere combinato con un airRohr PM-Sensor:

• SPS30 sensore di polveri sottili. Altri venditori: TME](https://www.tme.eu/de/details/sps30/gassensoren/sensirion/1-101638-10/?brutto=1), SOS electronic. Si può usare anche il solito SDS011 PM sensor.

• BME280 Versione 6-PIN, temperatura e umidità. Altri venditori: Nettigo](https://nettigo.eu/products/module-pressure-humidity-and-temperature-sensor-bosch-bme280), Berrybase

• Cavo

• Cavo USB ad esempio: piatto 2m Micro-USB

• Alimentazione USB

• Cinghie per cavi

I PCB e la protezione dalle intemperie saranno descritti di seguito.

🙌 Ottimo, hai deciso di comprare i pezzi online! Purtroppo la consegna può richiedere da giorni fino a tre settimane. Fino ad allora goditi la tua vita️.

Driver e firmware

Abbiamo già preparato il firmware. Dovete solo installare i driver e flashare le vostre schede NodeMCU (ESP8266) e Teensy 4.0.

Per comunicare con il vostro ESP8266 avete bisogno di driver usb2serial per il vostro sistema operativo.

Il chipset per le NocdeMCU v3 è di solito CH341, basta controllare il retro della vostra NodeMCU per trovare alcune informazioni tecniche. Scegli il link che corrisponde al sistema operativo del tuo computer.

Windows

Drivers per il modello V2 (CP2102) per Windows

• Windows 10 - Windows 10 dovrebbe essere in grado di scaricarli automaticamente
• Windows 7/8/8.1 - versione a 32 bit - non supporta la versione a 64 bit del sistema operativo

Driver per il modello V3 (CH340/CH341) per Windows

• Windows - Windows 10 dovrebbe essere in grado di scaricarli automaticamente

Estrarre il file scaricato per Windows

• per V2: Aprire la cartella CP210x e fare doppio clic sull'applicazione CP210xVCPInstaller_x64 (o x86)
• per V3: aprire la cartella CH341SER e fare doppio clic sull'applicazione SETUP.

PCB e schemi circuitali

Il modo migliore per costruire il DNMS è quello di utilizzare uno dei nostri PCB. Ci sono ora un sacco di produttori di PCB che possono produrre circuiti stampati per pochi dollari senza quantità minime. Per esempio, JLCPCB. Basta scaricare i nostri schemi di circuito e/o i file Gerber qui sotto, caricarli sul sito del produttore e ordinare i vostri PCB.

AIRROHR V1.4

Scaricare

• Schema del circuito
• File Gerber da caricare sul sito del produttore di PCB

DNMS - T4 V1.4

PCB per il DNMS Teensy 4.0 che può essere collegato direttamente su un NodeMCU ESP8266 o sul PCB AIRROHR di cui sopra.

Scaricare

• Schema del circuito
• File Gerber da caricare sul sito web del produttore del PCB

Assemblare

⚠️ NOTA IMPORTANTE Prima di assemblare installare il firmware! Vedere la sezione firmware flasher.

Unità microfonica

L'unità microfonica è basata sulla breakout board di Pesky Products con un microfono MEMS ICS-43434. Puoi trovare tale scheda sul Tindie marketplace.

Alloggiamento per l'unità microfono

L'alloggiamento è realizzato con un tubo di polistirolo da .500" (12,7mm). Questo diametro permette di inserire direttamente la maggior parte dei calibratori sull'unità.

Il prototipo è stato sviluppato con il tubo Evergreen No. 236.

Poi saldare i sei cavi in silicone. Notate con quale pin è collegato il cavo!

Stringere l'estremità del tubo con il nastro adesivo.

Ora puoi riempire il tubo con della resina. Questo passo è obbligatorio per evitare la risonanza e ottenere dati calibrati e riproducibili.

Il prototipo è stato sviluppato con della PURe Isolation ST 33 prodotta dalla Copaltec GmbH.

Specifiche

• Rigidità dielettrica: 28 kV/mm
• Resistenza specifica in avanti: 5,8.1014 ohm/cm
• Resistenza di superficie: 1,3.1016 ohm
• Rapporto di miscelazione resina/indurente: 2 : 1
• Tempo di cottura: 20 à 30 min.
• Tempo di indurimento: 16 à 30 h
• Stato finale indurito: 10 à 14 giorni
• Viscosità (misto): 500 a 600 mPa.s
• Durezza Shore: D 50 a 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Conducibilità termica: 0,3 W/mK
• Temperature di applicazione: - 20 a +130 °C

Anche la resina poliuretanica UR5545 prodotta da Electrolube dovrebbe funzionare.

Per ogni tubo 15 g di resina dovrebbero essere sufficienti.

Quando la resina si è indurita, rimuovere il nastro. Il vostro microfono è pronto.

Alloggiamento DNMS

Quando il Teensy (DNMS) e il NodeMCU (standalone o su PCB) sono separati: DNMS e airRohr

Avete bisogno di un pezzo di tubo di 25 mm di diametro (per esempio un tubo per applicazioni elettriche), un connettore, un arco di 90° e un pressacavo M25 IP68.

Il tubo stesso dovrebbe essere lungo 160 mm. Il DNMS sembra posto in. L'alloggiamento del microfono è mantenuto dal pressacavo.

L'arco impedisce all'acqua e all'umidità di entrare nella custodia mentre lascia passare il cavo.

Il DNMS è collegato al secondo PCB con un cavo RJ12. Se questo cavo è più lungo di 250 mm, è necessario utilizzare una prolunga I²C.

Dopo che tutto è ben collegato, le parti vengono incollate insieme.

Risultato:

Il PCB che porta il NodeMCU può essere messo in qualsiasi tipo di scatola elettrica.

Protezione dalle intemperie

Le custodie stesse dovrebbero essere impermeabili. Solo l'ingresso del microfono potrebbe essere sensibile. TDK, il produttore ha pubblicato alcune raccomandazioni per sigillare i microfoni MEMS InvenSense bottom-port dall'ingresso di polvere e liquidi, ma i componenti sono difficili da trovare e non sono stati testati.

È assolutamente necessario installare una protezione dalle intemperie sotto forma di una copertura di schiuma. Se necessario, anche una spugna domestica è sufficiente. Ci sono diverse ragioni per questo:

• protegge dal rumore del vento (che può aumentare le misure di decibel)
• protegge dalla fuoriuscita diretta di acqua sul microfono. Per evitare la condensa sul microfono, tirate indietro il coperchio un po' dopo averlo installato, in modo da creare una piccola cavità.
• Protegge dalle radiazioni solari. La luce solare intensa può influenzare i valori misurati e ridurre la durata del microfono.

Queste coperture in schiuma sono normalmente vendute come 'coperture per microfoni di misura'. Ma sono costose. Puoi anche prendere una normale palla di schiuma e fare un buco con le forbici.

If you need more ones this source può essere utile.

Posizione del microfono

È importante posizionare il microfono in un'area il più possibile "libera", cioè in un luogo con il minor numero possibile di superfici che riflettono il suono. La distanza dalle superfici riflettenti dovrebbe essere la maggiore possibile. Cerca di non montare il microfono direttamente sul muro di una casa, perché i muri riflettono fortemente i suoni. La distanza dal muro dovrebbe idealmente essere più di 1 m. Naturalmente questo non è sempre facile da realizzare.

Con una distanza di circa 50 cm dalla punta del microfono al muro, l'errore indotto è ancora ragionevole. Buoni posti sono per esempio balconi o ringhiere di terrazze, o un piccolo albero sul tetto.

Puoi anche provare a posizionare il microfono direttamente sull'angolo della casa affinché le riflessioni si annullino parzialmente.

Anche un'asta indipendente di almeno 1 m di altezza potrebbe essere una soluzione, ma poi devi fare attenzione alle riflessioni sul terreno. Questo dipende dal rivestimento del pavimento, naturalmente.

È anche importante essere sempre consapevoli che noi misuriamo il rumore ambientale. Possiamo solo fare un'approssimazione dell'emissione di rumore di fonti come strade o ferrovie.

Tuttavia, più ci si avvicina alla sorgente, più il riferimento alla sorgente diventa preciso. Gli aggiornamenti del firmware dovrebbero quindi essere in grado di ottenere misure precise per un tipo di rumore identificato.

Configura

Ottenere l'ID

1. Collegare la stazione con un cavo USB per alimentare il sensore

2. La stazione cerca di connettersi al punto di accesso WiFi configurato. Se questo non funziona, il sensore apre un access point con il nome Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID o airRohr-ID. L'ID è il ChipID (per esempio 13597771). Si prega di annotare questo numero, in quanto è necessario per la registrazione.

3. Connettiti al punto di accesso creato. Aspetta che la connessione sia stabilita.
   Android: Se la connessione si disconnette immediatamente, potrebbe essere necessario disattivare l'opzione 'Smart network switch' sotto 'Connections -> WiFi -> Advanced'.

4. Apri il tuo browser e digita http://192.168.4.1/

⚠️ Nota bene Potrebbero essere necessari alcuni tentativi affinché il NodeMCU si connetta alla rete WiFi di casa. Per favore, non essere impaziente e prova finché non funziona. Il sensore può essere configurato anche tramite uno smartphone. Se la configurazione del sensore ha funzionato, la pagina di configurazione non è più accessibile con questo IP 192.168.4.1

Configurare la stazione

1. Alla voce 'Configura' inserisci l'SSID (nome della tua rete WiFi domestica), la chiave di sicurezza della rete (sotto Windows) o la password WiFi.

2. Per i sensori di rumore (DNMS) secondo questo manuale, non sono necessarie ulteriori modifiche

3. Dopo aver premuto save, il sensore si riavvia e non è più accessibile in questo modo quando si connette alla WLAN.

Test della stazione

Se non sono state fatte altre modifiche oltre all'inserimento dei dati della rete WiFi, il sensore può essere "testato" nelle pagine seguenti dopo circa 10 minuti. Su queste pagine devi cercare il ChipID (nell'esempio sopra il 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Registro

Registrati

Vai a devices.sensor.community per registrare il tuo dispositivo e diventare parte della rete di dati aperti.

Registra il tuo dispositivo

Dopo aver effettuato il login clicca su registra un nuovo dispositivo e compila il modulo. Home -> (Login) - Sensori -> Registra sensore

• il tuo ChipID annotato dell'ESP8266 (NodeMCU)
• il tuo indirizzo email (non sarà pubblicato)
• il tuo indirizzo: Via con numero civico, codice postale e città. Clicca su "Lookup entered address" per ottenere le coordinate della posizione (saranno arrotondate). Controlla la posizione del pin, cambialo se necessario
• il nome interno rende più facile separare se hai più sensori (come giardino, sensore per la mamma,...)
• i dintorni della stazione - ad esempio altezza dal suolo, lato della strada, alto volume di traffico, campo libero o simili

A proposito!

Attualmente non è possibile registrare tramite il sito sia il sensore PM, sia il sensore temp/humidity e DNMS collegati ad un NodeMCU. Per ora può essere fatto solo manualmente inviando una richiesta a tech (at) sensor.community. Vedi issue per i dettagli.

Risoluzione dei problemi

Problemi di trasmissione?

Inserisci il seguente nel browser con i tuoi dati: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

L'[ID] può anche essere cercato nel campo di input in alto a sinistra https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1

• Il sensore è registrato tramite https://devices.sensor.community/ ed è visibile sulla mappa?
  • Il livello del segnale WLAN era debole in passato? Ecco il log del segnale lato server: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Problemi con il cavo USB?

• Controllare l'alimentazione: Cavo USB
• Riavviare (scollegare l'alimentazione, per esempio tirando la spina USB)
• La configurazione WLAN è OK (il sensore si connette alla WLAN configurata) Se no:
  • il sensore apre un AP (nei primi 2-7 minuti dopo un riavvio)?
  • Cerca la rete WLAN airrohr-[ID]. Pazienza, potrebbero volerci 1-2 minuti dopo il boot.
• Controlla sul tuo router se il sensore è connesso alla rete, poi ricorda l'IP
  • in alternativa usare "Discovery" nel flashtool
  • Se sì: connettersi al sensore via IP con un browser http://[ip-del-sensore]/ , l'interfaccia dovrebbe apparire
  • Se no: l'ESP ha problemi, per esempio alimentazione insufficiente, ciclo di riavvio o simili
• Collegare l'USB a un computer e visualizzare il log
  • Tracciare il testo sull'interfaccia seriale con un programma di terminale seriale (Impostazioni: baud 9600, 8N1)
    • Linux: schermo, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: schermo, minicom, ...
    • eventualmente sono ancora necessari dei driver usb2serial adatti, vedi https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen
  • Lì dovresti essere in grado di vedere cosa sta facendo il sensore (messaggi di avvio, connessione WLAN o AP, misurazione - solo dopo 3 minuti)

Problemi con l'elettronica?

• Rimuovere l'elettronica del sensore dall'alloggiamento e osservare

• Controllare/sostituire di nuovo l'alimentazione

  • L'ESP lampeggia poco dopo il riavvio?
  • Teensy: il LED rosso lampeggia dopo il riavvio?
  • controllare/sostituire di nuovo i cavi dei sensori

  Noise è attualmente in beta. Inviate le vostre domande a

  Noise@Sensor.Community